به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ در یک روز پاییزی در سال ۲۰۲۰، «پاتریک دوهرتی» در حال پیاده‌روی با سگش بود و از کوهی شیب‌دار در کانتی دونگال در ایرلند پایین می‌آمد که متوجه شد نفسش به‌طور غیرمعمولی بند می‌آید. تشخیص نهایی وحشتناک بود: آمیلوئیدوز، یک بیماری ژنتیکی نادر که باعث می‌شود پروتئینی به نام آمیلوئید در اندام‌ها و بافت‌های او تجمع کند.
عوارض این مشکل حتی بدتر بود؛ باید سال‌ها درد بکشد تا اینکه سرانجام بمیرد. اما با وجود چنین بیماری وحشتناکی، دوهرتی شانس این را داشت که به یک آزمایش درمانی پزشکی فرستاده شود و ظاهرا تنها با یک تزریق درمان شود. او هم‌اکنون هر روز بدون اینکه مشکلی داشته باشد، از آن کوه شیب‌دار بالا می‌رود.
پزشکان با استفاده از روش «کریسپر-کس۹» (crispr-Cas9) ژن‌های دوهرتی را ویرایش کردند؛ فناوری‌ای که با سرعت رعد و برق از آزمایشگاه‌ها به کلینیک‌های پزشکی منتقل می‌شوند. دانشمندان قبلاً از ویرایش ژن برای بهبود بینایی افراد مبتلا به یک بیماری ارثی که باعث نابینایی می‌شود استفاده کرده‌اند.
آنها امیدوارند که بتوانند به زودی بیماری سلول داسی شکل را نیز درمان کنند و شنوایی را در موش‌های ناشنوا بازگردانند. این دسته جدید از داروها در سال آینده سرعت بیشتری برای مقابله با بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان خواهند داشت. زیرا نسل جدیدی از ابزارهای دقیق‌تر و کارآمدتر ویرایش ژن نیز در حال آزمایش است.
قیچی DNA برای درمان
کسپر-کس۹ مانند یک جفت قیچی مولکولی عمل می‌کند و DNA را در یک مکان دقیق قطع می‌کند. یک قطعه RNA (نسخه تک رشته‌ای از DNA) که به دارو متصل شده، برش آنزیم را هدایت می‌کند. پس از قطع شدن DNA مکانیسم‌های طبیعی ترمیم سلولی وارد عمل می‌شود. داروهای ویرایش ژنی سیستم‌های سلولی طبیعی را کنترل می‌کنند و در نهایت یک بخش (مشکل‌آمیز) کد موجود را با یک توالی (تصحیح) جدید جایگزین می‌کنند.
باید گفت که سرعت نوآوری در داروهای ویرایش ژن واقعا چشمگیر بوده است. کریسپر-کس۹ در سال ۲۰۱۲ در یک آزمایشگاه کشف شد و تنها سه سال بعد، یک شرکت بیوتکنولوژی در کمبریج آمریکا به نام eGenesis از آن ویرایش جنین خوک برای ایجاد اندام‌های مناسب‌تر برای پیوند به انسان استفاده کرد. تا سال ۲۰۱۶، یک درمان مبتنی بر کریسپر-کس۹ برای آزمایش در بیماران مبتلا به سرطان انجام شد که نتایج موفقیت‌آمیزی نیز در پی داشت. البته در این روش، کریسپر-کس۹ فقط سلول‌های ایمنی که از بدن حذف شده بودند، ویرایش کرد تا به این سلول‌ها کمک کند بهتر با سرطان مبارزه کنند.
سال بعد، شرکت‌های دارویی «ورتکس» و «کریسپر تراپی» مستقر در آمریکا و سوئیس اعلام کردند که با همکاری یکدیگر درمانی به نام ctx001 را برای ۲ اختلال بیماری سلول داسی شکل و بتا تالاسمی ایجاد خواهند کرد. هر دوی این بیماری‌ها به دلیل نقص ژنتیکی در دستورالعمل ساخت هموگلوبین ایجاد می‌شوند. هموگلوبین پروتئینی است که به گلبول‌های قرمز خون در حمل اکسیژن کمک می‌کند.
ctx001 در نوامبر ۲۰۲۳ با قیمت ۲/۲ میلیون دلار برای یک بار درمان وارد بازار شد. این درمان شامل جمع‌آوری سلول‌های بنیادی خون از یک بیمار، ویرایش ژن درون آنها برای شروع مجدد تولید نوعی هموگلوبین است که معمولاً تنها زمانی که نوزاد در رحم است تولید می‌شود. بعد از آن، سلول‌های بنیادی دوباره تزریق و وارد بدن می‌شوند تا بیمار قادر به ایجاد گلبول‌های قرمز سالم کافی برای درمان علائم اختلالات خونی شود.
کریسپر-کس۹ به همان اندازه که خوب است، محدودیت‌های ویژه خود را دارد. مولکول راهنمای RNA گاهی اوقات دقیق نیست و این روش منجر به برش‌های ناخواسته در DNA بیمار می‌شود. علاوه بر این، از آنجایی که ابزار هر ۲ رشته را در یک مارپیچ DNA می‌شکند، اصلاح بعدی نیز می‌تواند باعث درج یا حذف ناخواسته شود. آسیب به اطلاعات ژنتیکی مانند این در نهایت می‌تواند منجر به سرطان یا اختلال در عملکرد سلولی به روش‌های دیگر شود.
بنابراین این فناوری در حال به‌روز رسانی است. به عنوان مثال، «نیکازهای کریسپر-کس۹» آنزیم‌هایی هستند که تنها یک رشته از مارپیچ دوگانه DNA را قطع می‌کنند. بنابراین، نیکازها برای ایجاد تغییرات ژنتیکی باید به صورت جفت استفاده شوند تا خطر کمتری برای اثرات خارج از هدف وجود داشته باشد. در واقع، بعید است که هر دو نیکاز در یک ویرایش به اشتباه به یک بخش از DNA متصل شوند.
روش دیگر، «ویرایش پایه» است که می‌تواند بدون نیاز به برش، یک حرف از دنباله DNA را به صورت شیمیایی به حرف دیگری تغییر دهد.
برخی از این تکنیک‌ها در حال حاضر در کلینیک وجود دارد. در سال ۲۰۲۲ برای یک بیمار مبتلا به کلسترول خون ژنتیکی تزریق با ویرایش پایه انجام شد. این اختلال که از هر ۲۵۰ نفر یک نفر را مبتلا می‌کند، منجر به افزایش کلسترول بد خون می‌شود. پزشکان با کمک درمان verve-101 ، ژن pcsk9 را در کبد با ایجاد یک تغییر تک حرفی در DNAاز A به G خاموش می‌کنند.
شرکت «بیم تراپی» مستقر در کمبریج آمریکا نیز از ویرایش پایه برای ایجاد درمان برای طیف وسیعی از شرایط استفاده می‌کند. این روش شامل ایجاد چهار تغییر حرف DNA در سلول‌های ایمنی است تا بهتر بتوانند به سرطان خون حمله کنند. این شرکت بر این باور است که داروی ویرایش پایه آن بهتر از کریسپر-کس۹ عمل می‌کند و سطوح بالاتری از هموگلوبین را ارائه می‌دهد. داده‌های حاصل از آزمایش‌های اولیه فناوری ویرایش پایه در بیماران در نیمه دوم سال جاری اعلام می‌شود.
توانایی تغییر قطعات بزرگ‌تر از ژنوم، همانطور که در مورد ویرایش اولیه وجود دارد، درمان بیماری‌هایی مانند بیماری هانتینگتون را ممکن می‌سازد که خطاها در فواصل طولانی گسترش می‌یابند. این روش همچنین می‌تواند به اقتصاد پیچیده درمان بیماری‌های نادر نیز کمک کند. زیرا به جای ساخت دارویی که تنها یک جهش را در یک ژن درمان می‌کند، می‌توان بسیاری از انواع جهش را با یک اصلاح انجام داد. از نظر تئوری، ویرایش اولیه می‌تواند تقریباً ۹۰ درصد از تغییرات ژنتیکی بیماری‌زا را اصلاح کند.
پیشرفت فناوری در ابزار ویرایش ژن متوقف نشده است. روش دیگری معروف به «بریج آران‌ای» وجود دارد که جزئیات آن در ماه ژوئن در مجله نیچر منتشر شد. در این روش، از شکلی از RNA راهنما استفاده می‌شود که ۲ بخش از DNA را شناسایی می‌کند؛ محل هدف و ژن جدیدی که قرار است وارد آن محل شود. این تکنیک جدید اجازه می‌دهد تا بخش‌های بزرگی از DNA اضافه، حذف یا معکوس شود.
همه این فناوری‌های جدید در سال‌های آینده با موانع فنی و ایمنی روبه‌رو هستند. یک سوال بزرگ این است که چگونه درمان‌ها را به جای مناسب در بدن تحویل دهیم. سلول‌های خونی، سرطان‌ها، شبکیه چشم و کبد همگی به راحتی قابل دسترسی و ویرایش هستند، ولی دسترسی به اندام‌هایی چون مغز و ریه‌ها مشکل‌تر است. یکی از راه‌حل‌های مشکل تحویل، که توسط شرکت «آئرا تراپی» در کمبریج آمریکا پیشنهاد شده، یک «کپسید» است. کپسید یک نانوذره با پوسته پروتئین است که می‌تواند بافت‌های مختلف را هدف قرار دهد و در عین حال پاسخ قوی سیستم ایمنی بدن را تحریک نکند.
اما شاید بزرگ‌ترین چالش، مشکل اقتصادی این روش‌ها باشد. تاکنون، نسل جدید داروهای ژنومیک بسیار گران بوده است. به طور مثال، ژن درمانی هموفیلی نوع بی حدود ۳/۵ میلیون دلار هزینه دارد. شرکت‌ها بر این باورند که می‌توانند قیمت‌های بالایی را نه تنها به دلیل هزینه‌های توسعه و ساخت داروها، بلکه به این دلیل که مزایای بالقوه مادام‌العمر ارائه می‌دهند (اگرچه ماندگاری این درمان‌ها هنوز ثابت شده است) دریافت کنند.
دلایلی وجود دارد که تصور می‌شود هزینه‌ها به مرور زمان کاهش می‌یابد. درمان بیماری‌هایی که بر گروه‌های بزرگ‌تر بیماران تأثیر می‌گذارد، مانند بیماری قلبی، به کاهش هزینه‌ها کمک خواهد کرد. در نهایت، بسیاری بر این باورند که ابزارهای ویرایش ژن به «پلتفرم‌هایی» تبدیل می‌شوند؛ جایی که فناوری اصلی بدون تغییر باقی می‌ماند و تنها دستورالعمل‌های خاص برای تغییر ژن‌ها برای بیماری‌های جدید بهینه می‌شوند. این امر نیاز به آزمایش‌های بالینی را برای هر داروی جدید کاهش می‌دهد. با این حال، تا زمانی که این اتفاق نیفتد، شرکت‌ها ممکن است مجبور شوند حتی درمان‌های امیدوارکننده را به دلیل شرایط بازار کنار بگذارند. با این حال، ویرایش ژن به قدری سریع پیش می‌رود که به نظر می‌رسد تنها این سوال مطرح می‌شود که این داروهای جدید چه زمانی بر مشکلات خود غلبه خواهند کرد؟
انتهای پیام/
نظر شما